——習(xí)近平總書(shū)記在致中國(guó)科學(xué)院建院70周年賀信中作出的“兩加快一努力”重要指示要求
——中國(guó)科學(xué)院辦院方針
語(yǔ)音播報(bào)
作為自旋電子學(xué)的新興分支之一,有機(jī)自旋電子學(xué)器件具有成本低、可溶液加工、重量輕、可化學(xué)裁剪等特點(diǎn)。有機(jī)自旋電子學(xué)器件將有機(jī)分子獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)與自旋調(diào)控相結(jié)合,帶來(lái)了新材料、新架構(gòu)和新機(jī)制,并為下一代高性能量子器件提供了新的研發(fā)路線。對(duì)自旋界面進(jìn)行設(shè)計(jì)和優(yōu)化是提高有機(jī)自旋閥器件性能的重要技術(shù)手段。現(xiàn)階段,調(diào)控自旋界面的主要方法包括化學(xué)工程、改變有機(jī)分子種類(lèi)等非原位技術(shù),而對(duì)于自旋界面的原位、非破壞性調(diào)控則鮮有報(bào)道,限制了有機(jī)自旋電子學(xué)的理論研究和實(shí)際應(yīng)用。
中國(guó)科學(xué)院院士沈保根帶領(lǐng)的寧波材料技術(shù)與工程研究所研究團(tuán)隊(duì),聯(lián)合中國(guó)科學(xué)院物理研究所研究員胡鳳霞團(tuán)隊(duì)、天津大學(xué)教授胡文平團(tuán)隊(duì),將應(yīng)變電子學(xué)與有機(jī)自旋電子學(xué)相結(jié)合,首次構(gòu)筑了具有帶有柵極結(jié)構(gòu)的聚合物自旋閥器件,獲得了高達(dá)281%的磁電阻。器件的工作狀態(tài)可以通過(guò)柵極電壓實(shí)現(xiàn)原位調(diào)控,進(jìn)而在單一器件中創(chuàng)造出10個(gè)穩(wěn)定工作態(tài),大幅增加傳統(tǒng)自旋閥器件的存儲(chǔ)密度。進(jìn)一步,分析表明,器件的大磁電阻和高可調(diào)諧性來(lái)源于有機(jī)/無(wú)機(jī)體系中獨(dú)特的自旋界面效應(yīng)。
這一研究展示了有機(jī)自旋閥在信息存儲(chǔ)和處理方面的潛力,揭示了自旋界面對(duì)于自旋相關(guān)效應(yīng)的獨(dú)特放大作用,并提出了基于自旋界面在高性能自旋電子學(xué)器件中實(shí)現(xiàn)高效控制的新思路。
相關(guān)研究成果以Achieving Significant Multilevel Modulation in Superior-quality Organic Spin Valve為題,發(fā)表在《先進(jìn)材料》(Advanced Materials)上。研究工作得到國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃、國(guó)家自然科學(xué)基金、中國(guó)科學(xué)院戰(zhàn)略性先導(dǎo)科技專(zhuān)項(xiàng)的支持。
(a)有機(jī)自旋閥結(jié)構(gòu)示意圖、(b)自旋界面作用機(jī)制、(c)利用柵電壓實(shí)現(xiàn)多態(tài)調(diào)控
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